冲击弯曲试验.PPT

* 2、试样尺寸及取样部位的影响 试样尺寸增加，韧性下降，断口中纤维区比例减少，韧脆转变温度提高。原因是：尺寸越大，出现缺陷的几率增加、缺口前沿三向拉应力状态加剧、平面应变断口比例增加，使脆断抗力下降。 取样部位不同，其韧性值也不同。 3、应力状态及缺口形式的影响 应力状态越硬，缺口越尖锐，韧性越低，韧脆转变温度越高。 * 知识扩充 泰坦尼克号（Titanic）中的力学知识 ??? 1912年当年最为豪华、号称永不沉没的泰坦尼克号（Titanic）首航沉没于冰海，成了20世纪令人难以忘怀的悲惨海难。多年来，出版了不少回忆录、小说，演出了不少戏剧、电影。1985年以后，探险家们数次深潜到12,612英尺深的海底研究沉船，起出遗物。1995年2月美国《科学大众》（Popular Science）杂志发表了R Gannon 的文章，标题是『What Really Sank The Titanic』,付标题是“为什么‘不会沉没的’船在撞上一个冰山后3小时就沉没了？一项新的科学研究回答了80年未解之谜“。作者出示了下图两个冲击试验结果。左面的试样取自海底的Titanic号，右面的是近代船用钢板的冲击试样。由于早年的Titanic 号采用了含硫高的钢板，韧性很差，特别是在低温呈脆性。所以，冲击试样是典型的脆性断口。近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的韧性。 * 图 Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果 * 下图是建造中的Titanic 号。Gannon 的文章指出，在水线上下都由10 张30 英尺长的高含硫量脆性钢板焊接成300英尺的船体。船体上可见长长的焊缝。船在冰水中撞击冰山而裂开时，脆性的焊缝无异于一条300英尺长的大拉链，使船体产生很长的裂纹，海水大量涌入使船迅速沉没。这是钢材韧性与人身安全的一个突出例证。 * 图? 建造中的Titanic 号，可以看到船身上长长的焊缝。 * * * * * * * * JB-S300数显冲击试验机 主要技术参数及指标： 1 摆锤预扬角：150° 2 摆轴中心至打击中心的距离：750mm、800mm 3 冲击速度：5.2m/s、5.4m/s 4 最大冲击能量：300J/500J、500J/250J 5 试样支座跨距：40mm 6 试样支座端圆弧半径：R1-1.5mm 7 冲击刀圆弧半径：R2-2.5mm 8 冲击刀两斜面夹角：30° 9 冲击刀厚度：16mm 10 主机外形尺寸：2124mm×600mm×1340mm、2300mm×600mm×1400mm 11 重量：480kg、580kg * JB-300/500W微机控制冲击试验机 技术参数： 1 冲击能量：300J、150J/500J、250J 2 摆锤预扬角：150o 3 冲击速度：5.2m/s/5.4m/s 4 试样支座跨距：40mm 5 钳口圆角：R1-1.5mm 6 冲击刀刃圆角：R2-2.5mm 7 试样规格：55×10×10mm * * * * * * * * * * * * TLC-300落锤冲击试验机 * * 第三章 材料在冲击载荷下的力学性能 前面我们讲述的是材料在常温、静载下的力学性能。工程中，还有许多机件是快速加载即冲击载荷及低温条件下工作的，如：汽车在凸凹不平的道路上行驶；飞机的起飞和降落；材料的压力加工等；其性能将与常温、静载的不同。 冲击载荷与静载的主要差异：加载速率不同，加载速率是指载荷施加于试样或机件的速率，用单位时间内应力增加的数值表示。 * 因加载速率提高，形变速率也随之增加，形变速率是单位时间的变形量。因此，用形变速率（又分绝对变形速率和相对变形速率）可以间接地反映加载速率的变化。相对变形速率又称应变率。 不同机件的应变速率范围大约为10-6～106s-1。静拉伸试验的应变速率为10-5～10-2s-1，冲击试验的应变速率为102～104s-1。试验表明，应变速率在10-4～10-2s-1内，金属的力学性能没有明显变化，可按静载荷处理。当应变速率大于10-2s-1时，力学性能将发生明显变化。 * 缺口 冲击载荷 降低温度 钢的冷脆是一种低能量断裂，一般为解理断裂，有时为准解理断裂或沿晶断裂。冷脆的断裂功极低，后果是灾难性的。（原因是断裂面间距为原子间距，力的作用距离只有0.1nm数量级，即使力很大，断裂所消耗的功W=F.S也相当低）。 使塑性变形得不到充分发展，更灵敏地反映材料的变脆倾向。 （脆断趋势） * §3-1 冲击载荷下